混凝土泵车动态优化研究

混凝土泵车动态优化研究
　　混凝土泵车工作时两液压缸交循环动作断混凝土压送浇注位置两液压缸交动作样混凝土泵车承受具定周期击激扰作
　　混凝土泵车处工作状态时臂架伸出液压缸锁死整臂架系统悬臂梁结构实际工程中发现油缸击作臂架振动较影响浇注工作文型通结构限元分析软件MSCNASTRAN针结构阶固频率等性参数进行优化设计分析进步改进产品质量提供参考

2 结构优化模型建立
　　混凝土泵车限元模型单元9099 结构限元模型图1示
　　泵车模型进行模态分析泵车阶固频率038074Hz振型摆动
　　现场实测知油缸作频率038Hz附初建立该泵车结构优化模型提高阶频率优化计算结果质量基保持变降情况提高模型阶频率较困难提高会泵车生产效率影响模型阶频率较高提高时结构质量较增加增加成泵车油缸作频率038Hz左右时考虑减泵车阶频率避开油缸击载荷频率结构质量降建立降低阶频率优化模型进行优化计算NASTRAN软件阶频率作优化目标函数模型中阶频率低优化目标转设性约束结构总质量目标函数进行优化
21 灵敏度分析
　　限元模态优化分析中灵敏度分析方法效方法灵敏度分析泰勒展开式基础确定模态参数质量阻尼刚度变化率种方法灵敏度分析确定部位进行某种形式结构修改效灵敏度分析初步估计实现期动态特性改变需修正量
　　泵车底座支腿部分刚度已进步挖掘潜力较限组成泵车臂架系统构件板厚杆件截面半径选设计变量通优化构件板厚杆件截面半径改变构件刚度实现优化目标收敛
　　根限元模型初步选出35结构设计参数设计参数较优化效率高提高优化效率利灵敏度分析确定优化目标状态变量影响度较设计参数分计算出目标函数状态变量设计变量灵敏度SMSFSF SM表示阶频率设计变量灵敏度质量设计变量灵敏度值该值绝值较时说明该设计变量质量灵敏度远模态频率灵敏度选择SF SM绝值较高参数作优化模型设计变量
22 优化模型建立
221 目标函数
　　混凝土泵车结构总质量作目标函数min f (x1x2…xn)约束条件包括性约束边界约束
222 设计变量
　　设计变量灵敏度分析较设计变量SF SM选择SF SM绝值较高十参数作优化模型设计变量分x1x2…x10表示
　　选择设计变量时考虑实际工程求设计变量数目较少时设计变量约束范围较求设计参数进行较改变时会影响机器安全性性时达改善结构动态性目增加设计变量数目减约束范围外选择设计变量应该工程易改变文中支撑油缸截面半径整结构动态性定影响改变油缸活塞杆半径工艺操作起较困难选择设计变量时量考虑水泥输送道外半径水泥半径整结构动态性影响非常果完全考虑难较明显改善结构特性果考虑着道外径变化泵车生产率会发生改变需综合考虑两者间关系决定选择设计变量时需全面综合考虑苤淮邮Ｐ统龇ⅰltBR>223 性约束
　　阶频率约束泵车结构限元模型模态分析知结构阶频率038076Hz频率束：1(ω1[ω1]）≥0中 [ω1]03Hz
224 尺寸约束
　　设计变量边界约束范围定30

3 优化结果分析
　　混凝土泵车阶频率目标函数优化结果图2示
六次迭代阶频率收敛032493Hz阶频率减少约1466结构质量达11144052kg减少56837kg
　　优化模型进行静强度分析底座部分应力降臂架系统中臂架臂身应力分布451MPa～267MPa变化451MPa～330MPa臂架二臂身应力分布408MPa～237Mpa化412MPa～337MPa臂架三臂架四等部分应力变化连杆应力变化

4 结
　　降低泵车阶固频率性约束结构总质量目标函数泵车臂架部分进行结构优化优化结构阶频率原038074减032493Hz阶频率减少1466结构质量达11144052kg减少56837kg结构总质量减少应力变化情况结构阶固频率较降低避免系统发生振改善泵车振动性外着结构总质量降低减成
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